МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра «Електронні обчислювальні машини»
Лабораторна робота № 2
З дисципліни:
«Системне програмне забезпечення»
Тема:
«Взаємодія між потоками»
Львів 2013
Тема: «Взаємодія між потоками»
Мета: Засвоїти поняття паралельного виконання «потоків» та освоїти засоби їх синхронізації. Здобути навики синхронізації «потоків» при обробці спільних даних та доступу до ресурсів в операційній системі Windows.
Теоретична частина
Windows надає чотири об’єкти, призначені для синхронізації потоків і процесів. Три з них — мютекси, семафори і події — є об’єктами ядра, що мають дескриптори. Події використовуються також для інших цілей, наприклад, для асинхронного уведення-виведення.
Спочатку розглянемо четвертий об’єкт, а саме, об’єкт критичної ділянки коду CRITICAL_SECTION. Через простоту і продуктивність, об’єктам критичних ділянок коду надається перевага, якщо їх можливостей достатньо для того, щоб задовольнити вимоги програміста.
Об'єкти критичних ділянок коду
Об’єкт критичної ділянки коду — це ділянка програмного коду, який кожного разу повинен виконуватися тільки одним потоком; паралельне виконання цієї ділянки декількома потоками може приводити до непередбачуваних або невірних результатів.
Мютекси
Об’єкт взаємного виключення (mutualexception), або мютекс (mutex), забезпечує більш універсальну функціональність в порівнянні з об’єктом CRITICAL_SECTION. Оскільки мютекси можуть мати імена і дескриптори, їх можна використовувати також для синхронізації потоків, що належать різним процесам. Так, два процеси, що розділяють спільну пам’ять за допомогою відображення файлів, можуть використовувати мютекси для синхронізації доступу до областей пам’яті, що розділяються.
Об’єкти мютексів аналогічні об’єктам CS, проте, додатково до можливості їх сумісного використовування різними процесами, вони допускають кінцеві періоди очікування, а мютекси, що покинуті (abandoned) процесом який завершився переходять в сигнальний стан. Потік придбаває права володіння мютексом (або блокує (block) мютекс) шляхом виклику функції очікування (WaitForSingleObject() або WaitForMultipleObjects()) по відношенню до дескриптора мютексу і поступається цими правами за допомогою виклику функції ReleaseMutex().
Об’єкти другого з трьох згаданих на початку типів об’єктів синхронізації ядра — семафори (semaphores), підтримують лічильники, і коли значення цього лічильника більше 0, об’єкт семафора знаходиться в сигнальному стані. Якщо ж значення лічильника стає нульовим, об’єкт семафора переходить в несигнальний стан.
Потоки і процеси організовують очікування звичайним способом, використовуючи для цього одну або декілька функцій очікування.
Варіант 4
Висновок: Протягом виконання даної лабораторної роботи я освоїв основні поняття паралельного виконання «потоків» та засоби їх синхронізації. Здобув навики синхронізації «потоків» при обробці спільних даних та доступу до ресурсів в операційній системі Windows.
Додаток:
семафор
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAX_SEM_COUNT 4// семафор дозволяэ тыльки 4 одночасно
#define THREADCOUNT 7 //э 7 потокыв
HANDLE ghSemaphore;
DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID );
int main( void )
{
HANDLE aThread[THREADCOUNT];
DWORD ThreadID;
int i;
// Create a semaphore with initial and max counts of MAX_SEM_COUNT
ghSemaphore = CreateSemaphore(
NULL, // default security attributes
MAX_SEM_COUNT, // initial count
MAX_SEM_COUNT, // maximum count
NULL); // unnamed semaphore
if (ghSemaphore == NULL)
{
printf("CreateSemaphore error: %d\n", GetLastError());
return 1;
}
// Create worker threads
for( i=0; i < THREADCOUNT; i++ )
{
aThread[i] = CreateThread(
NULL, // default security attributes
0, // default stack size
...
